浩瀚的宇宙太空對(duì)于普通人而言是可望而不可及的，但現(xiàn)在我國(guó)研制的一項(xiàng)新技術(shù)有望改變這個(gè)現(xiàn)狀。來(lái)自中國(guó)航天科技集團(tuán)的消息，我國(guó)“組合動(dòng)力飛行器”項(xiàng)目已經(jīng)開(kāi)始研制，這就意味著，普通人上太空的成本和門(mén)檻，未來(lái)將有望大大降低。

我國(guó)正在進(jìn)行研制的“組合動(dòng)力飛行器”，是一種集成渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)、沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等多種動(dòng)力的飛行器。根據(jù)設(shè)計(jì)，它在起飛時(shí)，會(huì)使用普通飛機(jī)所配備的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，當(dāng)飛行器達(dá)到一定速度后，再使用適應(yīng)高速飛行的沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行沖刺，最后在大氣稀薄的地方點(diǎn)燃火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)入軌。

航天科技集團(tuán)一院研發(fā)中心副總研究師 張永：組合動(dòng)力和傳統(tǒng)的火箭動(dòng)力相比較而言，它是一種新型動(dòng)力，廣義上來(lái)講，就是把不同的動(dòng)力形式組合到一起，它就叫組合動(dòng)力。組合動(dòng)力現(xiàn)在實(shí)際上是以沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的一種動(dòng)力類型，主要體現(xiàn)在使用空氣中的氧作為氧化劑，這是它的最主要的核心。

通過(guò)多種發(fā)動(dòng)機(jī)“各司其職”，在距離地面幾十公里的大氣層以內(nèi)，組合動(dòng)力飛行器利用氧氣就可以完成飛行，進(jìn)入太空之后，再使用不依賴空氣的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，這樣就大大降低了進(jìn)入太空的成本，未來(lái)它將主要應(yīng)用于距離地球幾十公里到幾百公里的太空飛行。

航天科技集團(tuán)一院研發(fā)中心副總研究師 張永：我們做了一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展規(guī)劃，大概利用3到5年的時(shí)間，掌握相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)；第二個(gè)就是解決它的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，對(duì)動(dòng)力的形式和這個(gè)飛行器的性能保持一個(gè)很大的躍升。在2030年左右，實(shí)現(xiàn)這個(gè)應(yīng)用的目的，真正能夠達(dá)到亞軌道應(yīng)用和入軌應(yīng)用這種模式。

張永所提到的兩種模式，其實(shí)就是目前太空旅行最為常見(jiàn)的兩種。亞軌道飛行是指飛行器達(dá)到距離地面約100公里，也就是國(guó)際公認(rèn)的地球與太空的邊界高度，這時(shí)乘客能短時(shí)間體驗(yàn)失重的感覺(jué)，但由于還沒(méi)有達(dá)到能夠穩(wěn)定運(yùn)行的軌道高度，因此只是短時(shí)間的體驗(yàn)。而入軌應(yīng)用是指飛行器加速繼續(xù)上升，抵達(dá)距離地面約400公里左右的軌道高度，這時(shí)候重力將和飛行器繞地球飛行的離心力平衡，乘客們將可以像航天員在空間站里一樣，體驗(yàn)太空飛行的樂(lè)趣。

可重復(fù)使用 不需攜帶大量氧化劑

研究人員告訴我們，未來(lái)的“組合動(dòng)力飛行器”可以回收利用，實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的天地往返航天運(yùn)輸。那么您可能會(huì)好奇，這個(gè)飛行器靠什么進(jìn)行燃料補(bǔ)給呢？它的安全性又靠什么來(lái)保障？

“組合動(dòng)力飛行器”可以像飛機(jī)一樣，在普通機(jī)場(chǎng)水平起降，既能讓航天發(fā)射不再需要精挑細(xì)選發(fā)射場(chǎng)的條件，又能為飛行器的可重復(fù)使用和未來(lái)實(shí)現(xiàn)航班化奠定基礎(chǔ)，讓進(jìn)入太空的成本大大降低。

不僅如此，“組合動(dòng)力飛行器”中使用的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，都不需要像傳統(tǒng)的火箭一樣攜帶大量的氧化劑，它的動(dòng)力來(lái)源很大一部分來(lái)自于空氣中的氧氣，因此它起飛時(shí)可以輕裝上陣。

當(dāng)飛行高度越來(lái)越高，空氣中的氧就會(huì)越來(lái)越稀薄，這時(shí)候，就需要利用自己攜帶氧化劑的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)太空中的最后飛行。而經(jīng)過(guò)了這樣從低速到高速的緩沖，這種飛行器的安全性也會(huì)大大提高。

此外，緩沖加速的組合動(dòng)力飛行器，也可以告別傳統(tǒng)火箭“開(kāi)弓沒(méi)有回頭箭”的悲壯，即便加速時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題，也可以穩(wěn)穩(wěn)地飛回來(lái)，這樣就讓載人航天活動(dòng)的安全性得到保障。

減少“過(guò)載”實(shí)現(xiàn)普通人的“飛天夢(mèng)”

目前，除了我國(guó)正在研制的“組合動(dòng)力飛行器”之外，世界各國(guó)也都在緊鑼密鼓地研制和測(cè)試可以讓普通人去太空遨游的航天器。那么，他們都是通過(guò)什么樣的手段，來(lái)嘗試實(shí)現(xiàn)普通人的“飛天夢(mèng)”呢？

目前，各國(guó)開(kāi)展載人航天活動(dòng)使用的都是單一的火箭動(dòng)力?；鸺摹傲狻贝螅俣瓤?，技術(shù)相對(duì)成熟。但也正是因?yàn)榧铀偬?，航天員的身體要承受超過(guò)體重?cái)?shù)倍的負(fù)荷，也就是“過(guò)載”。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，這就是意味著戰(zhàn)斗機(jī)飛行員要承受自身5到6倍重量的負(fù)荷，這也是未經(jīng)過(guò)專業(yè)訓(xùn)練的普通人無(wú)法輕松實(shí)現(xiàn)“飛天夢(mèng)”的重要原因。因此，航天員大多選自身體素質(zhì)極好的飛行員，并通過(guò)復(fù)雜系統(tǒng)的訓(xùn)練，才能勝任航天飛行。但是在未來(lái)，“組合動(dòng)力飛行器”有望徹底改變這個(gè)現(xiàn)狀。

航天科技集團(tuán)一院研發(fā)中心副總研究師 張永：未來(lái)這個(gè)組合動(dòng)力飛行器，它能夠像飛機(jī)一樣，飛機(jī)的最大過(guò)載我們客機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)就是2個(gè)G之內(nèi)，這樣的話我們普通旅客乘坐的時(shí)候才能有舒適感。

能夠?qū)w行器設(shè)計(jì)成像飛機(jī)一樣舒適，要?dú)w功于“組合動(dòng)力飛行器”自身多種發(fā)動(dòng)機(jī)的配合工作。這樣就變火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的“單手搏擊”為多種動(dòng)力的“組團(tuán)太極”，緩慢加速，從而使過(guò)載降低到普通人也能承受的范圍。

神奇的太空旅游項(xiàng)目

目前，包括美國(guó)、俄羅斯等多個(gè)國(guó)家正在努力研制和驗(yàn)證各類太空飛行神器，并且推出了層出不窮的太空旅游項(xiàng)目，讓我們先睹為快。

目前，實(shí)現(xiàn)太空旅游的方式有四種：第一種就是您現(xiàn)在看到的——軌道飛行，這是真正意義上的太空旅游，要抵達(dá)距離地球400公里的國(guó)際空間站進(jìn)行近地軌道的飛行，價(jià)格最為昂貴，但也最能深刻感受太空旅游的魅力。目前全世界只有7名游客通過(guò)自費(fèi)方式參與其中。

除了這種動(dòng)輒上千萬(wàn)美元的太空旅游，有沒(méi)有更“接地氣”的平價(jià)項(xiàng)目呢？答案是肯定的！目前還有三種“準(zhǔn)太空旅游”，分別是拋物線飛行，接近太空的高空飛行和亞軌道飛行。

拋物線飛行能讓游客體會(huì)到太空失重的感覺(jué)；接近太空的高空飛行并不是貨真價(jià)實(shí)的太空旅游，但它能讓游客體驗(yàn)身處極高空才有的感覺(jué)；亞軌道飛行是目前最受熱捧和期待的準(zhǔn)太空旅游方式。美國(guó)私營(yíng)載人飛船“宇宙飛船一號(hào)”是從事這種飛行的典型代表，它們可以在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)熄火和再入大氣層期間產(chǎn)生幾分鐘的失重。這是最接近真正太空旅游的項(xiàng)目，我國(guó)正在研制的“組合動(dòng)力飛行器”其中一項(xiàng)應(yīng)用就是在亞軌道飛行。

除此之外，還有許多更為廉價(jià)的太空旅游項(xiàng)目正在積極推進(jìn)。比如氦氣球旅游項(xiàng)目，可以將游客送往距離地球30公里的高空俯瞰地球美景。與此同時(shí)，太空天梯技術(shù)也是未來(lái)值得期待的新型旅游方式。

航天科技集團(tuán)一院研發(fā)中心副總研究師 張永：太空天梯這項(xiàng)技術(shù)也是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。直觀理解，實(shí)際上就是我們?cè)诘厍蚝吞罩g搭一個(gè)梯子，人或者貨物可以沿著梯子進(jìn)入太空，這是現(xiàn)在的一個(gè)設(shè)想，也是將來(lái)可以實(shí)現(xiàn)低成本的，普通民眾可以接受的這種經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)的模式。

回收降低成本 是熱點(diǎn)也是難題

看完這么多太空旅游的方式，您一定跟我一樣心向往之。實(shí)際上咱們老百姓看中的還是“性價(jià)比”這三個(gè)字，因此，如何能夠降低成本、實(shí)現(xiàn)反復(fù)利用，已經(jīng)成為整個(gè)產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)，甚至也是國(guó)際的熱點(diǎn)和難題。

太空旅游被稱為未來(lái)的藍(lán)海產(chǎn)業(yè)。如今，越來(lái)越多科研機(jī)構(gòu)和商業(yè)公司開(kāi)始探索如何能夠降低太空活動(dòng)成本、實(shí)現(xiàn)反復(fù)利用。美國(guó)政府就曾開(kāi)啟了一項(xiàng)商業(yè)軌道運(yùn)輸服務(wù)計(jì)劃，俗稱“太空的士”，著名的SpaceX公司就是參與方之一。2012年10月，SpaceX龍飛船將貨物送到國(guó)際空間站，開(kāi)啟私營(yíng)航天的新時(shí)代。就在前不久，美國(guó)SpaceX公司實(shí)現(xiàn)了第二次陸上回收火箭，此前它曾三次在海上實(shí)現(xiàn)火箭回收，與我國(guó)“組合動(dòng)力飛行器”不同，SpaceX實(shí)現(xiàn)的是多級(jí)火箭中第一級(jí)的回收，也就是部分回收。

除此之外，美國(guó)藍(lán)色起源公司也多次實(shí)現(xiàn)了火箭的回收。今年年初，他們宣布預(yù)計(jì)在2018年搭載付費(fèi)乘客飛行。值得注意的是，與SpaceX公司致力于軌道飛行輸送貨物和人員不同，藍(lán)色起源公司主要側(cè)重于亞軌道失重體驗(yàn)的商業(yè)太空旅游項(xiàng)目。不過(guò)二者也有很多相同點(diǎn)。

航天科技集團(tuán)一院研發(fā)中心副總研究師 張永：它倆回收的技術(shù)都是一樣的，都是垂直回收，用的動(dòng)力形式都是傳統(tǒng)的火箭動(dòng)力形式，就是傳統(tǒng)火箭的形式，不是組合動(dòng)力的形式。

我國(guó)正在研制的“組合動(dòng)力飛行器”，是區(qū)別于其他國(guó)家正在研制的太空商業(yè)軌道的運(yùn)輸方式，它比起傳統(tǒng)火箭的動(dòng)力形式，集成度高，技術(shù)難度更大，所以實(shí)現(xiàn)飛行尚需時(shí)日。但或許在不久的將來(lái)，我們這些沒(méi)有受過(guò)專業(yè)訓(xùn)練的普通人也能乘坐中國(guó)的“組合動(dòng)力飛行器”飛向太空。

神奇的太空飛行神器

飛向太空，的確讓人向往。這幾年熱映的《星際穿越》、《火星救援》等電影，體現(xiàn)了人們對(duì)太空的向往，或許有一天，這些先進(jìn)的太空飛行神器能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)呢？接下來(lái)，讓我們跟隨鏡頭，一起穿越到未來(lái)。

提到腦洞大開(kāi)，不得不提到神奇的塔迪斯飛船，這個(gè)出現(xiàn)在《神秘博士》里的神器，可以讓人實(shí)現(xiàn)時(shí)空的穿梭，它自帶的變色龍系統(tǒng)可以讓它同周圍環(huán)境融為一體?；蛟S聽(tīng)上去像是天方夜譚，但是下面這一個(gè)，就接近現(xiàn)實(shí)得多。

《火星救援》里的赫爾墨斯號(hào)地火往返飛船，它常年在地球與火星軌道上穩(wěn)定運(yùn)行，可以為人類往返火星的各類任務(wù)提供運(yùn)輸、中轉(zhuǎn)停靠等功能，據(jù)推測(cè)，它的動(dòng)力系統(tǒng)是等離子引擎，雖然推力小，但是可以借助引力彈弓以及長(zhǎng)時(shí)間的小推力運(yùn)行，維持穩(wěn)定運(yùn)行。

《阿凡達(dá)》里的“創(chuàng)業(yè)之星號(hào)”，它是一艘往返于地球和潘多拉星球之間的星際旅行飛船。創(chuàng)業(yè)之星的動(dòng)力系統(tǒng)是反物質(zhì)和核聚變的混合動(dòng)力，在它長(zhǎng)達(dá)1.6公里的艦體中擁有一個(gè)長(zhǎng)達(dá)264米的巨大反應(yīng)堆。而在現(xiàn)實(shí)生活中，核動(dòng)力推進(jìn)也的確成為了世界各國(guó)航天領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

航天科技集團(tuán)一院研發(fā)中心副總研究師 張永：對(duì)核反應(yīng)堆，如果能夠進(jìn)行有效控制的話，完全可以用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)這種動(dòng)力形式之一，所以這種核熱技術(shù)未來(lái)是很重要的一個(gè)進(jìn)入太空的形式，未來(lái)火星旅行或者更遠(yuǎn)的旅行，需要加快旅行速度的時(shí)候，更需要更大的推力，核熱動(dòng)力就是很重要的動(dòng)力系統(tǒng)之一。

再來(lái)看看《星際穿越》吧！為了拯救地球乘坐“堅(jiān)韌”號(hào)飛船飛出了太陽(yáng)系，“堅(jiān)韌號(hào)”飛船通過(guò)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生人造重力，可以避免船員因微重力導(dǎo)致骨骼退化，此外，它還擁有異常強(qiáng)大的推進(jìn)力，這大概也只有在電影里能夠?qū)崿F(xiàn)吧。

勇敢的太空游客

看完這些科幻作品的飛行神器，想必您也一定想早日體驗(yàn)一把飛上太空的感覺(jué)吧。其實(shí)，迄今為止世界上僅有少數(shù)人體驗(yàn)過(guò)太空之旅。他們中，除了受過(guò)專業(yè)訓(xùn)練的宇航員，也有普通人，甚至還有大家熟知的著名物理學(xué)家史蒂芬·霍金先生。

2001年4月28日，年屆六十的美國(guó)人丹尼斯?蒂托成為全世界第一位太空游客。這位游客搭乘俄羅斯“聯(lián)盟-Y”火箭抵達(dá)他旅途的終點(diǎn)——距離地球400公里的國(guó)際空間站，在太空繞地球128次。

丹尼斯?蒂托：我在地球上度過(guò)了60個(gè)年頭，在太空度過(guò)了8天。在我看來(lái)，這是截然不同的兩種生活，地球上的生活與太空生活完全不一樣。

丹尼斯作為非職業(yè)宇航員，在花甲之年成功實(shí)現(xiàn)少年夢(mèng)想，這無(wú)疑為熱愛(ài)太空的普通人開(kāi)啟了希望之門(mén)。

2007年4月27日，著名物理學(xué)家史蒂芬·霍金應(yīng)邀在大西洋上空的飛機(jī)中體驗(yàn)失重飛行，模擬太空體驗(yàn)。這是一種準(zhǔn)太空旅行。在體驗(yàn)零重力飛行之后，面對(duì)蜂擁而至的記者，霍金通過(guò)特有的電腦合成聲表達(dá)了他的興奮之情。

英國(guó)物理學(xué)家 史蒂芬·霍金：這次經(jīng)歷非常棒，失重的感覺(jué)十分美妙，我體會(huì)了許多次。太空，我來(lái)了！

實(shí)際上，霍金的理想遠(yuǎn)比這次失重飛行更加“高遠(yuǎn)”。終生都在研究重力和黑洞的霍金相信，人類必須挺進(jìn)太空，以尋找生存空間。